Ch2沉巖層的產狀及其原生構造

1、 內 容1. 沉積巖的原生構造2.軟沉積變形（補充） 3. 巖層的產狀、厚度及出露特征 4. 地層接觸關系n要點要點：n1.1.利用原生構造判別巖層頂?shù)钻P系利用原生構造判別巖層頂?shù)钻P系n2.2.軟沉積變形構造的識別軟沉積變形構造的識別n3.“v”3.“v”字形法則字形法則n4.4.角度不整合時代的確定角度不整合時代的確定第2章 沉積巖層的原生構造及其產狀1. 沉積巖的原生構造2 面狀結構和線狀結構的產狀 3.軟沉積變形（補充）4. 巖層的產狀、厚度及出露特征 5. 地層接觸關系 1 沉積巖層的原生構造沉積巖層的原生構造1.原生構造:在巖石形成過程中形成的，沉積巖、火成巖均具原生成層構造。2.沉

2、積巖層的原生構造：沉積巖在沉積過程中或成巖作用過程中產生的非構造變動的構造，如層理、層面構造（泥裂、雨痕、印模等）、結核、疊錐以及生物遺跡等等。注意：沉積巖原始層面產狀呈水平狀，僅于沉積盆地邊緣、島嶼或隆起四周會有原始傾斜;受到力的作用發(fā)生變形后，它們的產狀才有可能發(fā)生改變。研究地質界面產狀在變形后發(fā)生變化與否的參考“坐標”?；靖拍罨靖拍?1 沉積巖層的原生構造沉積巖層的原生構造寧夏賀蘭山汝其溝三疊系砂巖中向斜寧夏賀蘭山汝其溝三疊系砂巖中向斜v3. 巖層：巖層：v由兩個由兩個近于平行的界面近于平行的界面所限定的，所限定的，巖性基本一致巖性基本一致的的層狀巖體層狀巖體（沉積巖層）。（沉積巖層

3、）。v4. 巖層面巖層面巖層的上、巖層的上、下界面。下界面。v頂面：上層面。頂面：上層面。v底面：下層面。底面：下層面?；靖拍罨靖拍顅5. 巖層厚度巖層厚度頂?shù)捉缑骓數(shù)捉缑嬷g的垂直距離。之間的垂直距離。v6. 巖層厚度橫向變化：巖層厚度橫向變化：v板狀板狀v楔狀楔狀v透鏡狀透鏡狀 1 沉積巖層的原生構造沉積巖層的原生構造基本概念基本概念1.1層理及其識別層理及其識別n（1 1）層理）層理：是由巖石成分、結構和顏是由巖石成分、結構和顏色在剖面上突變或漸變所顯現(xiàn)出來的色在剖面上突變或漸變所顯現(xiàn)出來的一種成層構造。三種基本類型：平行一種成層構造。三種基本類型：平行層理、波狀層理、斜層理。層理、

4、波狀層理、斜層理。n（2 2）細層）細層：又稱紋層：又稱紋層, , 是組成層理的是組成層理的最小單位最小單位, , 多具有較均一的成分和結構。多具有較均一的成分和結構。n（3 3）層系）層系：是由成分、結構和產狀上是由成分、結構和產狀上相同的許多細層組成。相同的許多細層組成。1、層理n（1）巖石成份變化：由成分差異而顯示出來的層理；在成分單一的巨厚巖層中,尋找成分特殊的夾層（灰?guī)r中的泥頁巖夾層）,夾層的層理就代表了巨厚巖層的層理。n（2）巖石結構構造變化：不同粒度或不同形狀的顆?？偸欠謱佣逊e的, 從而顯示出層理, 觀察這些顆粒的變化有助于識別巖層的層理。 2、層理識別1.1層理及其識別層理及其

5、識別n（3）巖石顏色變化:由于顏色的不同顯示出層理來n（4）巖層的原生層面構造：包括波痕、泥裂、雨痕、生物遺跡及其印模等，是確定巖層層理的標志2、層理識別1.1層理及其識別層理及其識別n 確定巖層新老關系是野外觀察研究地質構造的一個重要問題。 未經(jīng)構造變動的巖層，其正常層序總是上頂下底，即上新下老上頂下底，即上新下老，但經(jīng)構造變動后巖層則可直立，甚至倒轉，新老層序倒置的現(xiàn)象。 化石是確定新老關系和地質年代的依據(jù)，但有些無化石的“啞地層”，則只能根據(jù)原生構造和某些次生構造來確定新老層序。況且確定地層的新老關系，原生構造的方法比化石來得更容易些。1.2利用沉積巖原生構造確定巖層頂?shù)酌胬贸练e巖原生

6、構造確定巖層頂?shù)酌嫘碌貙有碌貙永系貙永系貙?2354n （1）斜層理：向底面收斂向底面收斂（與底面交角變?。ㄅc底面交角變?。?。 其判斷特征是: 在一個層系中, 每組細層的層理與層系底部巖層面呈相切的關系；與層系頂部的巖層面呈較大角度截交關系. 換句話說, 細層層理向巖層頂面撒開, 向巖層底面收斂。2.2利用沉積巖原生構造確定巖層頂?shù)酌胬贸练e巖原生構造確定巖層頂?shù)酌?.2利用沉積巖原生構造確定巖層頂?shù)酌胬贸练e巖原生構造確定巖層頂?shù)酌鎛（2）粒序（韻律）層理：下粗上細，頂?shù)酌嬷g粒級突變。 n 又叫遞變層理, 其特點是在一個單層內, 從巖層的底部到巖層的頂部, 礦物或碎屑的粒度是由粗逐漸變細

7、，粒級漸變。1.2利用沉積巖原生構造確定巖層頂?shù)酌胬贸练e巖原生構造確定巖層頂?shù)酌鎛 （3）波痕：n 沉積巖層面上的波痕成因很多, 但可用于指示和判斷巖層頂面和底面的主要是對稱型的浪成波痕。波峰指向巖層的頂面的；波谷指向低面。1.2利用沉積巖原生構造確定巖層頂?shù)酌胬贸练e巖原生構造確定巖層頂?shù)酌?（4）泥裂 在剖面上呈上寬下窄的“”字型或楔形, 裂縫被上覆沉積物充填形成脊形印模; 無論是楔形裂縫還是脊形印模的尖端都是指向巖層的底面的。1.2利用沉積巖原生構造確定巖層頂?shù)酌胬贸练e巖原生構造確定巖層頂?shù)酌?（5）雨痕、冰雹痕及其印模： 雨點和冰雹落在泥質或粉砂質沉積物上打擊出圓形或橢圓形凹坑，

8、凹坑被上覆沉積物填充掩埋, 成巖后便在巖層的頂面上留下凹坑, 上覆巖層的底面形成圓形或橢圓形的瘤狀突起。 凹下方向是指向巖層的底面 （6）沖刷充填構造 流水的沖刷而在沉積巖層的層面上造成溝、槽和淺坑等凹凸不平的沖刷痕跡, 之后, 在其上覆沉積巖層的底面上可形成相應的印模，沖刷面附近常保留下伏地層的礫石, 溝槽凹下方向是指向巖層的底面。1.2利用沉積巖原生構造確定巖層頂?shù)酌胬贸练e巖原生構造確定巖層頂?shù)酌?.2利用沉積巖原生構造確定巖層頂?shù)酌胬贸练e巖原生構造確定巖層頂?shù)酌?（7）古生物化石的生長和埋藏狀態(tài)： 巖層中的古動物化石、古植物化石的保存狀態(tài)可用以確定巖層的頂面和底面。 例如, 珊瑚化石

9、的基部總是指向巖層的底面。又如, 某些藻類形成的疊層石化石, 具有向上弧形凸起的疊積紋層構造, 弧形凸狀紋層的凸出方向, 指向巖層的頂面。第2章 沉積巖層的原生構造及其產狀1. 沉積巖的原生構造2 面狀結構和線狀結構的產狀 3.軟沉積變形（補充）4. 巖層的產狀、厚度及出露特征 5. 地層接觸關系 2 面狀結構和線狀結構的產狀面狀結構和線狀結構的產狀 構造從幾何學上看，可歸納為面狀和線狀兩種結構。面狀和現(xiàn)狀結構的空間方位和狀態(tài)，就是產狀。走向：傾斜平面與水平面的交線稱作走向線（aob）。走向線兩端延伸的方向即為該平面的走向。一走向線兩端的方位相差180。傾向：傾斜平面上與走向線相垂直的線叫傾斜

10、線（od），傾斜線在水平面上投影所指的沿平面向下傾斜的方位即傾向（od）。傾角：指平面上的傾斜線與其在水平面上的投影線之間的夾角（角），即在垂直該平面走向的直立剖面上該平面與水平面間的夾角。 （1）面狀構造的產狀要素n平面的產狀以其在空間的延伸方位及其傾斜程度來確定的。任何面狀構造或地質體界面的產狀均以其走向、傾向和傾角的數(shù)據(jù)表示。n表示方法：傾向傾角， 如：66 50（常用）；走向/傾向傾角，如：156/66 50 ：規(guī)定n為0（或360），e為90，s為180，w為270面狀構造產狀要素示意圖面狀構造產狀要素示意圖2.1 面狀結構產狀面狀結構產狀 （2）線狀構造的產狀要素 直線的產狀是直線

11、在空間的方位和傾斜程度。產狀要素包括傾伏向、傾伏角，或用其所在平面上的側伏向和側伏角來表示。 傾伏向（指向）某一直線在空間的延伸方向，即某一傾斜直線在水平面上的投影線所指示的該直線向下傾斜的方位，用方位角或象限角表示（圖 a）。 傾伏角指直線的傾斜角，即直線與其水平投影線間所夾之銳角，如圖 a中角。 側伏角當線狀構造包含在某一傾斜平面內時，此線與該平面走向線間所夾之銳角即為此線在那個面上的側伏角，如圖 b中之角。n 側伏向 或側伏方向就是構成上述銳角的走向線的那一端的方位。2.2 線狀結構的產狀線狀結構的產狀構造線的側伏在構造面上測量第2章 沉積巖層的原生構造及其產狀1. 沉積巖的原生構造2

12、面狀結構和線狀結構的產狀 3.軟沉積變形（補充）4. 巖層的產狀、厚度及出露特征 5. 地層接觸關系 沉積或成巖作用過程中形成的非構造應力作沉積或成巖作用過程中形成的非構造應力作用形成的變形用形成的變形。沉積物此時尚未固結成巖，。沉積物此時尚未固結成巖，處于塑性或半塑性狀態(tài)，故稱之為處于塑性或半塑性狀態(tài)，故稱之為軟沉積變軟沉積變形形。 從局部沉積區(qū)來說，軟沉積變形的形成作用從局部沉積區(qū)來說，軟沉積變形的形成作用包括：負荷作用、重力滑塌和滑移作用、孔包括：負荷作用、重力滑塌和滑移作用、孔隙壓力效應和水體攏動作用等。隙壓力效應和水體攏動作用等。 3 軟沉積變形軟沉積變形.軟沉積變形類型軟沉積變形類

13、型 （一）負荷作用： 當砂層沉積在塑性的泥質之上因差異壓實會使沉積物發(fā)生垂向流動而形成的軟沉積變形構造。1.火焰構造：當砂質層堆積在含水且具高塑性泥質層之上時，差異壓實會引起砂質層與泥質層之間發(fā)生相互垂向運移。泥質層成尖舌狀貫入上覆砂質層中，形成一排尖舌，稱之為火焰狀構造。火焰狀構造的舌尖指向巖層頂面。 2.砂球和砂枕：在差異負荷狀態(tài)下覆于塑性泥質層之上的砂質層，會因震動等觸發(fā)而斷開并下陷至泥質層中，形成砂球或砂枕。砂巖球和砂巖枕的凹面指向巖層頂面。（一）負荷作用.軟沉積變形類型軟沉積變形類型.軟沉積變形類型軟沉積變形類型 （二）滑塌和滑移作用： 滑塌作用和滑移作用一般是在陸上，尤其是在水下隆

14、起的斜坡上，由于重力、水流和震動等原因引起松軟沉積物順坡下滑或順層流動的作用?；饔?下滑速度快而突然;滑移作用:下滑速度較小，甚至為蠕動式。n 兩種類型：滑塌褶皺和卷曲層理。 缺乏脆性斷層和角礫巖是鑒別它的標志。.軟沉積變形類型軟沉積變形類型n（三）孔隙液壓效應：飽水砂層被壓入裂隙中形成的。砂巖墻：砂巖墻主要是未固結碎屑物質液化后貫入到裂隙中形成的。 碟狀構造：孔隙水向上運動，沖斷砂質紋層，截切砂質層碟狀，形成的一種透水構造。 . .軟沉積變形的特點及成因機制軟沉積變形的特點及成因機制n（一）特點： 1、軟沉積物變形常局限于一定層位或單層中，與整套巖系的變形相比較顯得很不協(xié)調。2、軟沉積物

15、變形主要是重力作用的結果，一般不顯示構造應力造成的構造定向性。常局限于一定的地段，如沉積盆地邊緣、大隆起邊緣等，有一定坡度差的部位。 n（二）成因機制 內因：沉積物力學性質高度塑性，抗剪切強度極差。 外因：一定角度的斜坡地形和地震、風暴、海嘯等外部誘發(fā)因素。. .研究軟沉積物變形的意義研究軟沉積物變形的意義 n（1）揭示出構造現(xiàn)象并不全是成巖后的構造作用引起的，有利于更好地理解構造形成和發(fā)展的復雜歷程；n（2）幫助理解和正確區(qū)分成巖前與成巖后的變形及其疊加關系，避免構造分析的簡單化；n（3）幫助分析古沉積和古地理環(huán)境。研究意義 4 接觸關系接觸關系4.1 4.1 沉積巖層產狀和沉積巖層產狀和v

16、 v字型法字型法則則4.2 4.2 地層的接觸關系地層的接觸關系傾斜巖層 水平巖層4.1 沉積巖層產狀和沉積巖層產狀和v字型法則字型法則4.1.1水平巖層及其出露特征水平巖層及其出露特征水平巖層剖面（水平巖層剖面（a）和地質圖（）和地質圖（b）4.1.2起伏地形中直起伏地形中直立巖層出露界立巖層出露界線線直立巖層的露頭形態(tài)4.1.3起伏地形中傾起伏地形中傾斜巖層出露界斜巖層出露界線的線的“v”字字型法則型法則巖層傾向與地面坡向相反4.1.3起伏地形中傾起伏地形中傾斜巖層出露界斜巖層出露界線的線的“v”字字型法則型法則巖層傾向與地面坡向相同，巖層傾角大于地面坡角4.1.3起伏地形中起伏地形中傾斜

17、巖層出傾斜巖層出露界線的露界線的“v”字型法則字型法則巖層傾向與地面坡向相同，巖層傾角小于地面坡角4.2地層的接觸關系地層的接觸關系n整合（conformity）n不整合（unconformity）n不整合在地質圖和剖面圖上的表現(xiàn)n不整合的形成及其地質意義n不整合的研究4.2.1地層接觸關系：整合接觸地層接觸關系：整合接觸n整合接觸n沉積作用基本連續(xù)，沉積物連續(xù)堆積，沒有間斷。新老地層之間為平行或近于平行的關系n整合接觸的地質意義n反映該地區(qū)在此沉積時期內地殼升降與沉積處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，沒有發(fā)生顯著的構造運動4.2.2地層接觸關系：不整合接觸地層接觸關系：不整合接觸n不整合接觸n上下兩套地層之

18、間有明顯的沉積間斷，造成地層的缺失n不整合的類型n平行不整合n角度不整合4.2.2.1平行不整合平行不整合-假整合假整合n不整合面上下兩套地層的產狀彼此平行，接觸界線與整合接觸界線相似n平行不整合與整合的區(qū)別n平行不整合上下兩套地層之間缺失地層n平行不整合反映地殼上升，沉積地層露出水面，接受剝蝕，是升降運動的表現(xiàn)4.2.2.2角度不整合角度不整合n角度不整合n上下兩套地層產狀不同，構造（褶皺、斷裂等）形式、強度和變形方向，變質程度，巖漿活動不同n反映兩套地層經(jīng)歷了不同的地質發(fā)展歷史。n角度不整合的特點n上覆地層變形相對簡單n下伏地層變形相對復雜，其中可以包括上覆地層的變形構造，表現(xiàn)為疊加變形。

19、4.2.2.2角度不整合（嵌入不整合）角度不整合（嵌入不整合） 新沉積物充填于侵蝕凹地中，導致新地層底面與 不整合面呈交切狀態(tài)。新老地層在橫向上直接接觸的現(xiàn)象稱作毗連。4.2.2.2角度不整合（超覆不整合）角度不整合（超覆不整合） 沉積范圍或沉積盆地的變化使得沉積地層的分布范圍發(fā)生變化(擴大)。上覆較新的地層直接覆于沉積基底之上，從而導致一套地層中部分層位（以底部地層更為常見）的邊緣表現(xiàn)為尖滅現(xiàn)象。4.2.3剖面圖和地質圖上的角度不整合剖面圖和地質圖上的角度不整合n新地層的底面界線截切老地層出露界線4.2.4不整合的形成不整合的形成n平行不整合的形成過程n下降、沉積上升、沉積間斷、遭受剝蝕下降、再沉積。n角度不整合的形成過程n下降、沉積褶皺等變形、變質、巖漿侵入、隆起、沉積間斷、遭受剝蝕下降、再沉積。4.2.5不整合的地質意義不整合的地質意義n反映上、下地層空間的相互關系和時間上的發(fā)展順序n巖石地層單元劃分的重要參考n古地理，古構造演變的研究n不整合面與礦產關系密切鐵、錳、磷、鋁土礦，巖漿熱液型礦床，石油、天然氣4.2.6不整合的研究不整合的研究n不整合的研究主要涉及：n不整合的確定n形成時代n類型及其空間變化4.2.6.1確定不整